伝送特性

一方、波長の違いによって光ファイバの伝搬速度に差が発生します。これを波長分散といいます。この波長の差は、光源の持つ波長スペクトルの広がりや、変調による波長スペクトルの広がりに依るもので、長距離伝搬後の信号波形の乱れをもたらします。

波長分散によるデジタル信号への影響の様子を図に示します。時間的に変化しているパルス波形の光信号を単純化して、波長AとBの２つの光の合成波とします。この光信号を送信すると、送信時(左図)では正常な波形が、長距離の伝搬後(右図)には乱れます。波長分散により波長ごとの伝搬速度の差が表れ、全体としてON-OFFの判別の難しい形状となり、エラーが発生しやすくなります。

一般のシングルモードファイバでは、「損失が最小となる波長」と「波長分散が最小となる波長」が異なるため、注意が必要です。

損失波長特性を下図に示します。「損失が最小となる波長」は通常1.55μｍ帯(矢印)です。

波長分散特性を下図に示します。波長分散はps/nm/kmの単位で示され、波長差nm当たり、距離km当たりの伝搬時間差ps(ピコ秒)の意味を持つ数価です。「波長分散が最小となる波長」は、通常1.3μｍ帯(矢印)です。

２つの図でわかるように、最適の波長が異なるため、高速で(10Gbitオーダー)、長距離(中継器間隔が数10km超)の光ファイバ通信においては、損失と波長分散のどちらも考慮しなければなりません。なお、波長分散に対し対策を施した分散シフトファイバなどが実現されています。